HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT NHÓM CƠ CLO

  • Số trang: 23 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 163 |
  • Lượt tải: 0
minhtuan

Đã đăng 15929 tài liệu

Mô tả:

HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT NHÓM CƠ CLO 1. Tổng quan về HCBVTV cơ Clo Hóa chất bảo vệ thực (HCBVTV) đã đem lại nhiều lợi ích cho kinh tế xã hội: kích thích sinh trưởng, nâng cao năng suất cây trồng, diệt côn trùng có hại, diệt muỗi chống sốt rét,… Theo thống kê, trong những năm 1986-1990, lượng HCBVTV được sử dụng ở Việt Nam lên đến 13-15 nghìn tấn, phổ biến nhất là các HCBVTV cơ Clo. Đồng thời, HCBVTV cũng là các loại chất gây ô nhiễm môi trường, tác động xấu đến hệ sinh thái, đặc biệt là gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe con người và động vật như gây rối loạn nội tiết dẫn đến nhiều căn bệnh nan y, gây ra các bệnh về di truyền, ung thư, đột biến, quái thai,… chúng cũng đang ảnh hưởng đến chất lượng các sản phẩm nông nghiệp, lâm nghiệp và nuôi trồng thủy hải sản. Nhóm chất thải HCBVTV cơ Clo khó phân hủy là một trong những chất thải nguy hiểm nhất do thời gian phân hủy rất chậm, rất ít tan trong nước nên liên kết trong phần hữu cơ của đất hay tích lũy trong lipit sinh vật và gây nên sự khuếch đại sinh học theo dây chuyền thứa ăn (chuỗi thức ăn). Trên thế giới cấm sử dụng loại thuốc này từ những năm 70, ở Việt Nam lệnh cấm từ tháng 6/1994, nhưng đến nay các hợp chất này vẫn tồn lưu trong môi trường. Khái niệm: HCBVTV là những hợp chất hữu cơ được sử dụng nhằm mục đích bảo vệ vật nuôi, cây trồng. Trong phân tử của các hợp chất này đều có chứa nguyên tử Clo và các vòng benzene hay dị vòng. Tính chất vật lý của chúng là : thuốc kỹ nghệ đều ở dạng rắn, không tan hoặc ít tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ, và thường có mùi hôi khó chịu. Hiện nay có khoảng 50.000 hóa chất khác nhau, chúng được phân thành thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc diệt nấm mốc và một số loại khác như thuốc diệt loài gậm nhấm, diệt côn trùng gây hại, … HCBVTV cơ Clo chủ yếu là dẫn xuất Clo của hydrocarbon đa nhân, xicloparafin, tecpen,… Đặc tính của HCBVTV cơ Clo là phân giải rất chậm sau khi được phun hay rải vào môi trường. Sản phẩm chuyên hóa của chúng thường ít độc hơn chất ban đầu (trừ các nhóm cyclodiene như dieldrin). Chúng hòa tan tốt trong các axit béo, không tan trong nước, một số bị phân hủy ở nhiệt độ cao. Phần 2 lớn các hợp chất này rất bền vững trong thực vật, cơ thể động vật, tích lũy lâu dài trong mô mỡ, lipoprotein, sữa. Ưu điểm: Qui trình sản xuất tương đối đơn giản, giá thành của chế phẩm thấp, dễ chế biến hoạt chất thành nhiều dạng chế phẩm khác nhau (BTN, ND, BR, H...). Do đó dễ sử dụng trên nhiều loại cây trồng và những điều kiện đồng ruộng khác nhau. Các thuốc này đều có phổ phòng trị rộng, diệt được nhiều loại sâu hại có kiểu miệng nhai gặm và một số ít côn trùng chích hút. Các thuốc này thường có phổ tác động rộng, hiệu lực khá cao, thời gian hiệu lực dài thích hợp cho việc phòng trị ngoài đồng, nhất là đối với các loại cây công nghiệp. Độ bền hóa học lớn trong những điều kiện thông thường nên dễ bảo quản tồn trữ. Nhược điểm: Do độ bền hóa học lớn nên thuốc dễ lưu bả trong đất đai, cây trồng, nông sản, thực phẩm. Chúng làm cho môi trường bị ô nhiễm trong một thời gian lâu dài. Thời gian phân hủy 95 % hoạt chất trong điều kiện tự nhiên của DDT là 10 năm; BHC là 6,5 năm; Dieldrin là 8 năm; Chlordane là 3,5 năm. Bả thuốc lưu tồn không những làm cho phẩm chất, hình thức của nông sản bị xấu đi mà còn gây độc cho người hay gia súc sử dụng nông sản đó, như BHC thường để lại mùi khó chịu trên nông sản như khoai tây, rau, đậu... Có khả năng gây trúng độc tích lũy mạnh. Qua sự tiếp xúc với thuốc nhiều lần hay qua chuỗi thức ăn hàm lượng thuốc trong cơ thể, chủ yếu trong mô mỡ tăng lên rất nhiều; đến một lượng nào đó nó biểu hiện các triệu chứng ngộ độc rất hiểm nghèo như ung thư, quái thai... Thuốc không có đặc tính chọn lọc nên dễ gây hại cho các loài thiên địch và các sinh vật có ích. 2. Phân loại và cấu trúc một số nhóm chính của HCBVTV cơ Clo 2.1.Phân loại HCBVTV cơ Clo gồm 5 nhóm chính: - DDT và các dẫn xuất của nó gồm: DDD, chlorfenethol (DMC), chlorobenzilate, chloroproylate, DFDT, ethylan, methoxychlor - HexachlorocyClohexane (HCH) – Lidan 3 - Cyclodiene và các thành phần liên quan bao gồm aldrin, isodrin, dieldrin, endrin, telodrin, heptachlor, isobenzam, chlordane và endosulfan. - Toxaphene là một hợp chất hóa học gồm nhiều thành phần không xác định - Chlordecone có cơ chế phân hùy chậm và dễ tích tụ trong cơ thể. 2.2. Cấu trúc và tính chất của một số nhóm HCBVTV cơ Clo tiêu biểu - Nhóm DDT (bảng 1) Khi đề cập đến DDT người ta thường quan tâm đến p,p’-DDT, nó là thành phần chính của thuốc trừ sâu đưa vào môi trường. Các thành phần khác trong DDT kỹ thuật gồm o,p’-DDT; p,p’-DDD; p,p’ DDE và o,p’-DDE. DDT bị khử clo trong điều kiện yếm khí tạo thành DDD, đây cũng là một chất diệt côn trùng. DDT bị khử clo và hyđro trong điều kiện hiếu khí lại chuyển thành DDE. Về tính độc thì DDT > DDE > DDD nhưng độ bền thì DDE > DDD > DDT, vì vậy DDE thường có nồng độ cao hơn DDT và DDD trong môi trường. Cả ba loại hợp chất này có nhiều đồng phân nhưng quan trọng hơn cả là các đồng phân p,p’-. - Nhóm HCH (bảng 2) Nhóm HCH bao gồm 8 đồng phân, nhưng chỉ có α-HCH, β-HCH, ᵞ-HCH, δHCH là quan trọng về mặt thương mại được quan tâm đến nhiều hơn. Thuốc BCTV Lindan được sản xuất có chứa trên 98% là ᵞ-HCH, còn lại là α-HCH. HCH kỹ thuật được sử dụng trong nông nghiẹp là hỗn hợp của nhiều đồng phân gồm 6070% α-HCH, 5-12% β-HCH, 10-15% ᵞ-HCH, 3-4% là δ-HCH. Trong tự nhiên, βHCH là bền nhất (6 liên kết e) > δ-HCH (5 liên kết e, 1liên kết a) > α-HCH (4 liên kết e, 2 liên kết a) > ᵞ-HCH (3 liên kết e, 3 liên kết a). - Nhóm Aldrin, dieldrin và endrin (bảng 3) Aldrin, dieldrin và endrin cũng là các hợp chất cơ clo khó phân hủy dùng làm thuốc trừ sâu. Dưới tác dụng của ánh sáng và vi khuẩn, aldrin rất dễ dàng biền đổi thành dieldrin, vì vậy mà trong môi trường tổn tại chủ yếu là dieldrin có tính độc cao hơn aldrin. Endrin là một đồng phân của dieldrin. Endrin là chất rắn, màu trắng hầu hết có mùi thơm và được sử dụng diệt các loại sâu bọ, gậm nhấm và chim. Trong tự nhiên, tùy 4 thuộc vào điều kiện môi trường mà endrin có thời gian tồn lưu khác nhau , endrin tồn tại trong đất khoảng 10 năm. Tính bền của các HCBVTV cơ Clo cũng được Edward và Sahmidt (1986) công bố trong bảng 4. Bảng 1- Các đồng phân phổ biến của DDT Trong đó: * - Thời gian hay chu kỳ bán phân hủy của các hợp chất (tính theo ngày) 5 Bảng 2 – Các đồng phân quan trọng của nhóm HCH Bảng 3- Công thức cấu tạo của Aldrin, dieldrin và endrin 6 Bảng 4 – Tính bền của các Pesticide trong môi trường đất của các hợp chất cơ Clo Pesticides Aldrin Chlordan DDT Dieldrin Heptachlor Lindan Thời gian bán phân hủy (tháng) 3-8 10-12 3-5 30 27 8-10 12-20 Thời gian biến mất (95% biến mất) (năm) 1-6 4-30 5-25 3-5 3-10 ( Edward và Sahmidt, 1986 3. Đặc tính hóa sinh của nhóm Cơ clo và tác động tới sức khỏe con người, môi trường 3.1 Một số thông số đánh giá về mặt độc học a. Liều lượng độc (dose): là một đơn vị của sự xuất hiện các tác nhân hóa lý hay sinh học. Liều lượng độc được biểu diễn qua g hay mg trên một đơn vị trọng lượng cơ thể hoặc trên 1 đơn vị bề mặt cơ thể. Trong không khí có thể biểu diễn qua ppm, mg, g trên m3 không khí, trong nước là ppm hay ppb. b. LD50 (Median Lethal Dose): là liều lượng gây chết 50% động vật thí nghiệm, đơn vị là mg/kg đối với động vật sống trên cạn. c. LC50 (Median Lethal Concentration): Nồng độ gây chết 50% động vật thí nghiệm, đơn vị là mg/l dung dịch hóa chất, thường dùng để đánh giá độc tính của chất độc dạng lỏng hòa tan trong nước hay nồng độ hơi hoặc bụi trong môi trường không khí ô nhiễm có thể gây chết 50% động vật thí nghiệm. d. Trị số ngưỡng giới hạn TLV (Threshold Limit Value): Là nồng độ của một hóa chất (tính theo ppm) không tạo ra ảnh hưởng xấu cho sinh vật trong một khoảng thời gian nào đó. TLV thường áp dụng để khảo sát đối tượng là nông dân, tức là TLV là nồng độ hóa chất mà nông dân phải chịu đựng trong 8h và trong 5 ngày liên tiếp. Tổ chức Y tế thế giới WHO đã dựa vào giá trị LD 50 và LC50 để phân loại độc tính của các chất. Giá trị này càng nhỏ thì độc tính càng cao. (Bảng 5). 7 Nếu ở cuối thí nghiệm không gây chết động vật thí nghiệm mà các nồng độ thí nghiệm dẫn đến các tác động khác nhau đối với 50% động vật thí nghiệm thì gọi là liều lượng ảnh hưởng 50% ED50 (median effect dose) hay nồng độ ảnh hưởng 50% EC50 ( median effect concentration). Bảng 5- Phân loại độc tính của độc chất theo WHO Bảng 6 – Một số giá trị gây độc qua đường tiêu hóa và da đối với DDT Bảng 7 – Ngưỡng giới hạn tối đa cho phép một số HCBVTV cơ Clo trong nước và trong toàn bộ cơ thể cá 8 3.2 Cơ chế tác động và độc tính của chúng Các hydrocacbon clo là chất kích thích của hệ thần kinh của côn trùng và trên con người. Chúng ảnh hưởng đến các sợi thần kinh, dọc theo chiều dài của các chất xơ, bằng cách làm rối loạn truyền xung động thần kinh. Cụ thể hơn, các hợp chất này phá vỡ sự cân bằng Na/K bao quanh sợi thần kinh. Hậu quả của sự mất cân bằng này là việc truyền liên tục thể hiện là phản ứng với các kích thích. Độc tính của từng hợp chất là khác nhau. Các hợp chất này cũng khác nhau nhiều trong khả năng tích trữ chất trong các mô. Ví dụ như cấu trúc của methoxychlor tương tự như DDT nhưng độc tính lại thấp hơn như là xu hướng tích tụ trong các mô mỡ. Việc tích trữ chất độc trong các mô mỡ là do chức năng cơ thể loại bỏ độc hại thông qua việc lưu thông. Độc tính của nhóm hữu cơ Clo, đặc biệt là DDT liên quan trực tiếp đến nồng độ của chúng trong mô thần kinh. Ảnh hưởng cấp tính và mãn tính sẽ nhanh chóng đảo ngược khi nồng độ giảm xuống mức cho phép. Mỗi chất có một ngưỡng khác nhau. a. Độ độc cấp tính Chủ yếu là ảnh hưởng đến hệ thống thần kinh trung ương và các triệu chứng của ngộ độc đến cơ bắp và ảnh hưởng đến hành vi. Các triệu chứng phổ biến nhất là căng thẳng dẫn tới chấn động. Các chấn động có thể tiến tới co giật. Tuy nhiên với một số hợp chất hữu cơ co clo có thể gây co giật ngay lập tức sau khi tiếp xúc. Một số loại có thể gây sốt, mặc dù lý do sốt là không rõ ràng. Mà có thể do ngộ độc trực tiếp các trung tâm kiểm soát nhiệt độ trong não hoặc mất khả năng của cơ thể nhanh chóng bị mất nhiệt gây ra co giật hoặc do các nguyên nhân khác. Các triệu chứng khác như nôn mửa, buồn nôn, lú lẫn,… b. Nhiễm độc mãn tính * Ảnh hưởng tới sinh sản Các hợp chất hữu cơ clo có thể ảnh hưởng đến khả năng sinh sản ở liều lượng cao. Theo nghiên cứu trong 3 tuần cho chuột ăn uống bằng chlordane khả năng sinh sản bị giảm 50% với liệu 22mg/kg/ngày. Theo một nghiên cứu khác, chuột thí nghiệm có tác dụng phụ khi Dicofol ở các liều 6.25 và 12.5 mg/kg/ngày 9 Ở liều lượng lên đến 100mg/kg/ngày của các hợp chất clo hữu cơ khác thì lại không ảnh hưởng xấu đến sinh sản của chuột. Như vậy, chưa chắn chắc rằng các hợp chất cơ clo sẽ gây ra ảnh hưởng sinh sản ở con người khi tiếp xúc. * Gây quái thai Hầu hết các nghiên cứu trên động vật với các hợp chất clo hữu cơ đã chỉ ra rằng không có tác dụng gây quái thai. Tuy nhiên, hai trong số các hợp chất clo hữu cơ là hexachlorobenzene (HCB) và dieldrin, đã được chứng minh là gây ra khuyết tật ở liều cao. Trong một nghiên cứu với chuột với HCB, một số con đã bị khuyết tật thêm xương suờn và bị hở hàm ếch. Nghiên cứu chế độ ăn uống của dieldrin chuột có triệu chứng phát triển xương chậm và gia tăng xương sườn. Dựa trên các kết quả nghiên cứu, cũng chưa chắc nhóm hợp chất này có tác dụng gây quái thai ở người. c. Gây đột biến gen Trong các nghiên cứu của hầu hết các hợp chất hữu cơ clo thường không có gây đột biến gen. Ngoại lệ là endosulfan là gây đột biến tế bào vi khuẩn và nấm men. d. Gây ung thư Trong ảnh hưởng mãn tính, tiếp xúc ở liều lượng cao thí nghiệm với chuột đối với hợp chất clo hữu cơ như: chlordane, heptachlor, và pentachlorophenol đã làm tăng tỷ lệ mắc các khối u gan. Bởi các hợp chất trên đã gây ra khối u gan ở chuột do đó theo tổ chức EPA Hoa Kỳ có thể gây ung thư ở người. 3.3 Tác động của nhóm cơ clo tới hệ sinh thái a. Tác động đến các lòai chim Các hợp chất này này có tác động không lớn đối với các lòai chim. Ví dụ ở liều LD50 của lindane đối với chim cun cút đuôi trắng là 120-130mg/kg. Ở LC50 của DDT là 611ppm với chim cun cút đuôi trắng, 311ppm đối với gà lôi, 1869ppm đối với lòai vịt cổ xanh. Việc tích lũy sinh học là đáng chú ý trong chuỗi thức ăn. Loài chim ăn thịt có khối lượng lớn sẽ bị ảnh hửơng nhiều nhất và thường bị ảnh hưởng tới việc sinh sản. DDT và các hợp chất hữu cơ clo có thể gây mất khả năng sinh sản bằng cách 10 làm gián đoạn khả năng huy động canxi của lòai chim gây vỏ trứng mỏng, dễ vỡ do bị nghiền nát bởi việc ấp ủ và bị tấn công bởi vi khuẩn. b. Tác động đến các loài sinh vật dưới nước Độc tính cấp tính của các hợp chất hữu cơ clo cho các loài sinh vật dưới nước khác nhau nhưng ở liêu rất cao. Ví dụ giá trị LC 50 toxaphene < 0.001 mg/L trong cá nước ngọt. Giá trị LC50 của Lindane là 0.1 mg/L trong cá nước ngọt. Việc tích lũy sinh học được quan tâm trong chuỗi thức ăn của hệ thủy sản này. Những loài cá có khối lượng lớn thì cũng bị ảnh hưởng cao hơn nhất là trong sinh sản. Việc sinh sản của cá có thể bị ảnh hưởng khi các hợp chất hữu cơ clo như DDT tập trung trong túi chứa trứng. Ở mức độ dư lượng DDT là 2.4mg/kg, thí nghiệm với cá bơn thì trứng chứa phôi bất thường. Tác động đến sinh vật khác Các hợp chất hữu cơ clo chứa độc tính cao không độc với ong. Các hợp chất như Chlordane và Lindane có độc tính cao trong khi Dicofol và HCB không gây độc cho ong. 3.4 Chuyển hóa, lan truyền Hóa chất BVTV Cơ Clo trong môi trường a. Phân hủy trong đất và nước ngầm Các hợp chất hữu cơ clo không di động trong đất bởi chúng bị ràng buộc chặt chẽ với hạt đất và không hòa tan trong nước. do đó, các hợp chất này bị các hạt đất liên kết chống lại sự thẩm thấu vào nước ngầm. Đặc biệt là các hợp chất cơ clo có khả năng tồn lưu trong môi trường một thời gian dài nhờ các hoạt tính sinh học và tích lũy trong các hệ thống sống “living systems” Đáng chú ý nhất trong nhóm này là sự tồn lưu lâu dài của DDT, Dieldrin. Thời gian trung bình cho các hợp chất này biến mất một nửa trong đất là từ 2-10 năm. Đối với một số hợp chất có thời gian bán phân hủy là 10 năm, trên 12% các hợp chất còn lại là phân hủy trong 30 năm. Việc suy thóai các hợp chất cùng với khả năng hòa tan của chúng trong các chất béo dẫn tới tích lũy sinh học trong sinh vật sống. b. Phân hủy trong nước Hầu hết các hợp chất cơ clo không tan trong nước hoặc hòa tan từ từ trong nước. Methoxychlor đã được phát hiện tại sông Niagara ở New York ở nồng độ rất 11 thấp 0.001 mg/L. Vì vậy, nhiều khả năng là các hợp chất cơ clo sẽ đươc tìm thấy trong trầm tích. c. Phá vỡ các thảm thực vật Các hợp chất hữu cơ clo có thể tích tụ trong trái cây và rau quả. Ví dụ, dư lượng Chlorobenzilate đã được tìm thấy trong vỏ trái cây. Khi Chlorobenzilate được phun lên các cây trồng nó gây ra màu nâu của cạnh và trên gân lá. d. Phân tán trên toàn thế giới Đã có nhiều bằng chứng cho việc phân tán các hợp chất hữu cơ clo trên tòan thế giới. Các hợp chất như DDT và Toxaphene bị cấm sử dụng ở Mỹ nhưng một số nước vẫn sử dụng. Các hợp chất này từ từ bay hơi và được di chuyển và mang theo trên tòan thế giới bởi gió và mưa. Ví dụ, Toxaphene trước khi bị cấm năm 1982 đã được sử dụng ở miền nam Hoa Kỳ, mặc dù khu vực phía Bắc không sử dụng những chất này đã được phát hiện như là chất gây ô nhiễm lan rộng khắp khu vực Great Lakes và trong cá biển. Ngòai ra thuốc trừ sâu Cyclodiene chẳng hạn như Chlordane đã đựơc tìm thấy trong nước mưa và các sinh vật ở Bắc Âu mặc dù họ chưa bao giờ được sử dụng trong khu vực đó. Như vậy, các hợp chất hữu cơ clo có thể dẫn đến phân tán chúng trên tòan thế giới. 4. Mức độ ô nhiễm do tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật DDT tại Việt Nam 4.1. Mức độ độc hại và khả năng lan nhiễm của DDT trong môi trường DDT là đại diện gây chú ý nhất của nhân loại trong nhóm HCBVTV Cơ Clo. DDT là loại thuốc trừ sâu đã được sử dụng trong nhiều năm qua. Công thức hoá học của loại thuốc này là C14H9Cl5’ tên khoa học là dichloro-diphenyltrichloroethane và gọi tắt là DDT, do nhà sinh hoá học Thuỵ sĩ, Paul Muller phát minh năm 1938. Thuốc DDT vừa ra đời đã tỏ rõ tác dụng tuyệt vời trong việc tiêu diệt các loại côn trùng có hại trong nông nghiệp. Hầu như tất cả các loại sâu bọ có hại đều bị chết khi gặp phải DDT. Trong chiến tranh thế giới lần thứ hai, người ra đã dùng DDT để tiêu diệt rất hiệu nghiệm loại bọ chét, giúp cho các binh sĩ chiến đấu ở Bắc Phi thoái khỏi nạn dịch thương hàn do bọ chét lây truyền. Tiếp đó, Tổ 12 chức Y tế thế giới đã dùng DDT để diệt muỗi và thu được thành công lớn trong việc ngăn chặn bệnh sốt rét lây lan. Với những thành tích đó DDT đã trở thành vua của các loại thuốc trừ sâu và năm 1948, ông Muller - người phát minh ra DDT đã vinh dự nhận giải thưởng Nobel về hoá học. DDT có tính độc cao, có màu trắng và mùi hôi, thường được dùng để phun trừ sâu bệnh cho cây trồng. LD50=113mg/kg. Là loại hợp chất có khả năng tích lũy trong các mô mỡ, sữa và đến một mức độ nào đó sẽ gây ra bệnh hiểm nghèo. Một điều đáng lưu ý là DDT có khả năng phóng đại sinh học theo chuỗi thức ăn. DDT khi ở trong nước có nồng độ không đáng kể, nhưng khi xâm nhập vào cơ thể chim, nồng độ của DDT sẽ tăng lên hàng triệu lần khiến chim nếu không bị chết cũng mất khả năng sinh sản. Kết quả khảo sát phân tích cho thấy rằng, DDT trong nước có nồng độ 10-5ppm, loài tảo sống trong môi trường nước đó và cá ăn tảo này thì nồng độ DDT trong cá lên tới 2ppm. Chim ăn cá sẽ tích lũy 1 lượng DDT trong cơ thể tới 7ppm. Lượng DDT sản xuất nhiều nhất ở Mỹ, trung bình hàng năm ở Mỹ sản xuất 6.1010g, trong khi đó tổng lượng DDT trên toàn thế giới sản xuất là 6.10 11g. Đến năm 1974 thế giới đã ngừng sản xuất DDT vì những hệ lụy của nó, tuy nhiên hậu quả của DDT đối với môi trường thì tồn tại rất lâu do tồn dư của chúng. Ở Việt Nam, đến năm 1995 vẫn còn một số nơi sử dụng DDT trong bảo vệ thực vật. 4.2. Hiện trạng ô nhiễm do tồn dư hóa chất BVTV, điển hình là DDT ở Việt Nam Việt Nam đã và đang sử dụng khoảng 300 loại thuốc trừ sâu, 200 loại thuốc trừ bệnh, gần 150 loại thuốc trừ cỏ, 6 loại thuốc diệt chuột và 23 loại thuốc kích thích sinh trưởng cây trồng. Các hóa chất BVTV này nhiều về cả số lượng và chủng loại, trong đó có một số loại thuộc danh mục cấm sử dụng, hạn chế sử dụng và tồn đọng hết hạn sử dụng. Theo khảo sát của Cục Quản lý chất thải và Cải thiện môi trường, đến nay có 1.153 điểm ô nhiễm môi trường do hóa chất BVTV tồn lưu gồm 289 kho lưu giữ và 864 khu vực ô nhiễm. Đối với 289 kho đang lưu giữ khoảng 217 tấn hóa chất BVTV dạng bột, 37.000 lít hóa chất BVTV và 29 tấn vỏ bao bì, hầu hết là hóa chất BVTV độc hại, cấm sử 13 dụng, kém phẩm chất. Đối với 864 khu vực ô nhiễm hiện đang chôn lấp khoảng 23,27 tấn hóa chất BVTV bao gồm: DDT, Lindan, 666, Volphatoc, Vinizeb, Echo, Xibuta, Kayazinno, Hinossan, Viben-C và nhiều loại không nhãn mác khác, tập trung chủ yếu ở Nghệ An, Thái Nguyên, Tuyên Quang. Trong số này, có tới 89 điểm đang gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng do tình trạng kho bãi xuống cấp và rò rỉ hóa chất. Đây là những hợp chất hữu cơ độc đứng đầu bảng danh sách 12 loại độc chất nguy hiểm. Các chất thải hữu cơ bền này luôn tiềm tàng trong không khí, thức ăn nước uống sinh hoạt hàng ngày, những hóa chất này không phân hủy mà theo nước mưa ngấm sâu vào nguồn nước sinh hoạt. Cũng trong số liệu điều tra này, Cục Quản lý chất thải và cải thiện môi trường (Tổng cục Môi trường) đã phân loại được 240 điểm hóa chất thuộc danh mục gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và đặc biệt nghiêm trọng; 95 điểm ở mức độ gây ô nhiễm. Hiện Nghệ An là địa phương có nhiều điểm tồn lưu nguy hại nhất, với 193 điểm. Đứng thứ hai là Hà Tĩnh với 8 điểm; Thanh Hóa, Quảng Bình 7 điểm; Thái Nguyên 5 điểm; nhiều địa phương mới chỉ thống kê đượåc 1 - 2 điểm như Hà Giang, Bắc Ninh, Hải Dương, Bắc Giang, Lạng Sơn, Yên Bái, Tuyên Quang. Còn rất nhiều địa phương chưa thực hiện thống kê nên danh mục các điểm tồn lưu là danh mục mở - Cục trưởng Cục Quản lý chất thải và cải thiện môi trường Nguyễn Hòa Bình cho biết. Các loại hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu chủ yếu là các loại hóa chất độc hại và khó phân hủy trong môi trường như: Lindan, Endrin, Wofatox, Ethyl parathion, Falisan… Đánh giá về hiện trạng ô nhiễm môi trường do hóa chất bảo vệ thực vật tại Nghệ An, đại diện Sở Tài nguyên và Môi trường cho biết, Nghệ An là địa phương có số lượng điểm ô nhiễm môi trường do hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu lớn nhất cả nước, phân bố trên 20 huyện, thành, thị. Trong đó, huyện ít nhất là 1 điểm, huyện nhiều nhất là 126 điểm. Số điểm xa khu dân cư là 105 điểm; 53 kho trước đây chứa thuốc bảo vệ thực vật hiện đã tu sửa làm nhà ở, lớp mầm non, trụ sở HTX và UBND xã… Kết quả phân tích mẫu đất, mẫu nước ở các địa bàn có các kho chứa thuốc bảo vệ thực vật cho thấy, hàm lượng các chất bảo vệ thực vật vượt rất nhiều lần so với quy chuẩn Việt Nam. Rất nhiều kho thuốc đã được tháo dỡ còn bốc mùi khó chịu, 14 nhưng đang được sử dụng làm đất ở, đất sản xuất, hoặc nằm trong khu dân cư. Các kho chứa hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu hầu hết được xây dựng từ năm 1980 trở về trước, khi xây dựng chưa quan tâm đến việc xử lý kết cấu, nền móng để ngăn ngừa khả năng gây ô nhiễm. Hầu hết các kho không được quan tâm tu sửa, gia cố hàng năm nên đều đã xuống cấp nghiêm trọng. Hệ thống thoát nước không có nên khi mưa lớn rửa trôi hóa chất tồn đọng gây ô nhiễm nước ngầm, nước mặt và ô nhiễm đất diện rộng, gây ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe và đời sống người dân. Theo bảng số liệu điều tra về hiện trạng tồn dư thuốc BVTV trên cả nước, một số nơi hàm lượng DDT trong đất rất cao, gấp hàng nghìn lần tiêu chuẩn cho phép. Điển hình như tại điểm tồn lưu hóa chất bảo vệ thực vật tại công ty cổ phần vật tư nông nghiệp Hà Giang: Kho được xây dựng từ năm 1970 - 1990; kho nằm ngay sát khu dân cư đô thị. Hàm lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong các mẫu đất so với QCVN: Lindan vượt từ 37,4 đến 3458,09 lần; DDT vượt từ 1,3 đến 9057,8 lần so với QCVN. Điểm tồn lưu hóa chất bảo vệ thực vật Gềnh Giềng: Kho được xây dựng từ năm 1962. Hàm lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong các mẫu đất so với QCVN: ngoài kho 1 Lindan vượt 26,8 lần; 4,4 DDT vượt 126,5 lần; trong kho 1: Lindan vượt 1025,9 lần; và 4,4 DDT vượt 1526,8 lần. Ngoài kho 2: Lindan vượt 16,8 lần; 4,4 DDT vượt 15,8 lần. Trong kho 2: Lindan vượt 513,9; Aldrin vượt 218,9; 4,4 DDD vượt 98,4 lần và 4,4 DDT vượt 1526,8 lần, 01 mẫu nước: Lindan vượt 6,05 lần; Enđrin vượt 128,57 và 4,4 DDT vượt 1800 lần. Đây là hai điểm có hàm lượng hóa chất BVTV tồn lưu vào loại cao nhất, xếp hàng đầu trong danh sách 240 điểm ô nhiễm tồn lưu hóa chất BVTV vào loại đặc biệt nghiêm trọng, điển hình là hàm lượng DDT luôn ở ngưỡng rất cao so với tiêu chuẩn cho phép. Tuy nhiên, nếu xét về mức độ ô nhiễm trên diện rộng, thì Nghệ An là tỉnh tập trung nhiều điểm ô nhiễm nhất cả nước. Theo đề tài “Điều tra mức độ, phạm vi ô nhiễm hoá chất bảo vệ thực vật và đề xuất giải pháp xử lý ô nhiễm tại xóm Hồng Kỳ, Vũ Kỳ xã Đồng Thành” của Chi Cục Bảo vệ thực vật Nghệ An (5/2005 4/2006), số liệu thu được là 15 + Trong đất: 24/24 mẫu phân tích đều tìm thấy hoá chất DDT. Trong đó có 23 mẫu có nồng độ hoá chất DDT vượt ngưỡng tiêu chuẩn cho phép (TCCP), cao nhất vượt ngưỡng TCCP 289 lần; thấp nhất vượt ngưỡng TCCP 2 lần. + Trong bùn: 2/2 mẫu phân tích đều tìm thấy hoá chất DDT và đều có nồng độ vượt ngưỡng TCCP (4 và 16 lần). + Trong nước giếng: 3/4 mẫu lấy phân tích đều tìm thấy hoá chất DDT. Trong đó có 01 mẫu có nồng độ vượt ngưỡng TCCP 2 lần. Đối với nhóm HCBVTV cơ clo, Tổ chức Y tế thế giới WHO quy định nồng độ cho phép của chúng trong nước uống theo bảng sau: Stt 1 2 3 4 5 6 7 8 Tên hóa chất Andrin và Dieldrin Chlodane Thuốc diệt cỏ 2,4D DDT Heptachlo HCB Lindane Methocychlo Hàm lượng cho phép (µg/l) <0,03 0,30 100 1,0 0,1 0,01 3,0 30 Tại Hà Nội, trong bài báo "Đánh giá sơ bộ sự ô nhiễm và xu hướng biến đổi của DDT trong đất tại Hà Nội" do Thạc sĩ Vũ Đức Toàn thuộc Khoa Môi trường - Trường Đại học Thủy Lợi có kết quả điều tra phân tích về mức độ tồn lưu DDT trong đất tại Hà Nội. Kết quả phân tích cho thấy, DDT và các chất chuyển hoá từ DDT tồn lưu tại Hà Nội ở phạm vi rộng và được phát hiện ở 47 mẫu trên tổng số 60 mẫu. Tại khu vực nông nghiệp của Hà Nội, DDT tổng được tìm thấy ở hàm lượng cao. Hàm lượng DDT tổng nằm trong khoảng từ ND đến 171,83 ng/g. Giá trị trung bình của DDT tổng của các mẫu nông nghiệp (89,86 ± độ lệch chuẩn của tập mẫu 47,17 ng/g) thấp hơn không nhiều so với giá trị tối đa cho phép của DDT trong đất theo tiêu chuẩn TCVN 5941 – 1995 (nồng độ DDT < 100 ng/g). Tuy nhiên, vẫn có một số mẫu có DDT tổng vượt quá ngưỡng trên. Kết quả cho thấy trong 8 mẫu thuộc khu vực có hoạt động nông nghiệp của huyện Sóc Sơn, Từ Liêm và Thanh Trì, hàm lượng DDT tổng lần lượt là 161,84; 163,75; 102,25; 106,26; 162,76; 168,27, 164,38 và 171,83 ng/g. DDT từng được sử dụng làm thuốc 16 trừ sâu và diệt muỗi tại Việt Nam với khối lượng lớn trước khi bị cấm vào năm 1994. Do vậy, nguyên nhân chính của tồn dư DDT trong đất là kết quả của việc sử dụng chất này từ những thập kỷ trước. Tại các khu vực khác như khu công nghiệp, trung tâm của Hà Nội và các khu trung tâm của năm huyện ngoại thành, DDT tổng cũng được tìm thấy và nằm trong khoảng từ ND đến 67,82 ng/g (giá trị trung bình 21,22 ± độ lệch chuẩn của tập mẫu 22,67 ng/g). Nguyên nhân tồn lưu có thể do việc dùng DDT đã từng được dùng làm thuốc diệt muỗi trong khu vực dân cư. Hiện tại, thông tin về mật độ DDT đã sử dụng tại khu vực nghiên cứu chưa công bố trong báo cáo nào. Trong thời gian từ 1957 đến 1994, đã có 24.024 tấn thương phẩm DDT đã được dùng ở Việt Nam với mục đích diệt muỗi. Rõ ràng, đây là một nguồn ô nhiễm với khối lượng lớn và có khả năng đã được sử dụng tại các khu vực trung tâm của Việt Nam như Hà Nội. Danh mục các điểm ô nhiễm tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật của tất cả các tỉnh thành trong cả nước được thể hiện trong Phụ lục I, II của Quyết định 1946/QĐ-TTg về tồn lưu HCBVTV của Thủ tướng Chính phủ ban hành ngày 21 tháng 10 năm 2010. 5. Biện pháp quản lý -kiểm soát và xử lý ô nhiễm 5.1 Biện pháp quản lý – kiểm soát ô nhiễm hóa chất Bảo vệ thực vật Trước tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng nguồn tài nguyên đất, nước và không khí do nguồn thuốc bảo vệ thực vật gây ra, bên cạnh việc xử lý ô nhiễm các điểm tồn lưu Hóa chất bảo vệ thực vật, nhà nước cũng tiến hành song song việc quản lý, kiểm soát việc sử dụng loại hóa chất này trong nông nghiệp. Mục tiêu đến 2025 xử lý dứt điểm ô nhiễm HCBVTV tồn lưu: Đối với tình hình ô nhiễm hóa chất BVTV tồn lưu, Bộ TN&MT đã phối hợp với các Bộ, ngành liên quan và các địa phương xây dựng Kế hoạch xử lý, phòng ngừa, ô nhiễm môi trường do hóa chất BVTV tồn lưu trên phạm vi cả nước và được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 1946. Kế hoạch được phê duyệt thể hiện quyết tâm của Chính phủ, nỗ lực mạnh mẽ của các Bộ, ngành và đặc biệt là các địa phương đang nhiều bức xúc về ô nhiễm hóa chất BVTV tồn lưu như: Nghệ An, Hà 17 Tĩnh, Thái Nguyên, Tuyên Quang…trong việc xử lý, cải tạo và phục hồi môi trường tại các khu vực này. Theo đó, Bộ TN&MT đã khẩn trương xây dựng và ban hành Chương trình của Bộ với mục tiêu đến năm 2015 cải tạo và phục hồi môi trường hơn 300 điểm ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và đặc biệt nghiêm trọng; đến năm 2025 xử lý hết các điểm còn lại. Trong đó, Bộ TN&MT có trách nhiệm kiểm tra, giám sát, đôn đốc và hướng dẫn việc triển khai các nội dung Kế hoạch cho các Bộ, cơ quan ngang Bộ, cơ quan Chính phủ và UBND các tỉnh thành phố trực thuộc Trung ương, định kỳ hàng năm tổng hợp kết quả thực hiện, báo cáo Thủ tướng Chính phủ. Biện pháp quản lý – kiểm soát sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật Sử dụng thuốc BVTV để bảo vệ một nền sản xuất nông nghiệp bền vững phải đi đôi với việc bảo vệ sức khoẻ cộng đồng và môi trường. Vì vậy, nhiệm vụ phòng chống ô nhiễm và suy thoái môi trường do sản xuất, kinh doanh và sử dụng thuốc BVTV phải được coi là mục tiêu quan trọng, hàng đầu. Để đảm bảo sử dụng thuốc BVTV có hiệu quả, cần thực hiện các biện pháp sau: - Nhà nước cần có chế độ ưu đãi, hỗ trợ cho các chương trình sản xuất và ứng dụng các sản phẩm hữu cơ, vi sinh vào công tác phòng trừ sinh vật gây hại tài nguyên thực vật. Chọn lọc các loại thuốc, dạng thuốc BVTV an toàn, phân giải nhanh trong môi trường. Nghiên cứu tìm ra giống kháng sâu bệnh. - Tăng cường công tác thanh tra, kiểm tra xử lý vi phạm trong lĩnh vực bảo vệ thực vật. - Về kỹ thuật: + Đẩy mạnh việc áp dụng các tiến bộ kỹ thuật trong trồng trọt. Mở các lớp tập huấn áp dụng chương trình: ba giảm, ba tăng, 4 đúng trong phun thuốc, IPM (Integted Pest Managemaent). Tăng cường công tác giáo dục tuyên truyền, phổ biến những tác hại do ô nhiễm thuốc BVTV gây ra trong sản xuất cho bà con nông dân để góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường. + Khuyến cáo nông dân sử dụng các thuốc sinh học không gây ô nhiễm môi trường, ít ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng. 18 + Nâng cao hiểu biết của người nông dân trong việc sử dụng thuốc BVTV an toàn và có hiệu quả từ đó giảm lượng thuốc BVTV sử dụng. Chú trọng việc thu gom và xử lý bao bì thuốc BVTV sau sử dụng. + Xây dựng và phát triển các vùng chuyên canh sản xuất các sản phẩm nông nghiệp sạch không dùng phân bón hoá học và thuốc BVTV nhằm nâng cao chất lượng nông sản phục vụ cho tiêu dùng và xuất khẩu. + Nên sử dụng thuốc khi thực sự cần thiết: Cần thường xuyên kiểm tra tình hình dịch hại trên đồng ruộng để quyết định có cần dùng thuốc hay không. Không nên phun thuốc định kỳ nhiều lần mà không dựa vào tình hình dịch hại. Điều này gây nên sự lãng phí và cũng là một trong những nguyên nhân gây hiện tượng kháng thuốc của dịch hại. + Gieo trồng các giống cây kháng sâu bệnh, bảo đảm yêu cầu phân bón và nước thích hợp, tận dụng các biện pháp thủ công (bắt tay, bẫy bã). Bảo vệ thiên địch khi dùng thuốc. + Áp dụng kỹ thuật sử dụng thuốc theo nguyên tắc 4 đúng: Đúng thuốc, đúng lúc, đúng cách, đúng liều lượng và nồng độ. Sử dụng luân phiên thuốc với mục đích ngăn ngừa sự hình thành tính chống thuốc của dịch hại, giữ được hiệu quả lâu dài của thuốc. Để đạt được năng suất, chất lượng cao, sản phẩm an toàn, hiệu quả và thân thiện với môi trường, giải quyết tình trạng ô nhiễm nguồn nước, đất do sử dụng thuốc BVTV trong điều kiện áp lực dịch hại cây trồng ngày càng phức tạp thì cần có sự quan tâm hỗ trợ từ nhiều phía. Việc quản lý dịch hại phải tổng hợp bằng nhiều biện pháp, trong đó sử dụng thuốc BVTV chiếm vị trí đặc biệt. Vì vậy, hiểu biết đúng, sử dụng thuốc an toàn sẽ góp phần nâng cao hiệu quả canh tác, bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường sống. 5.2Các biện pháp xử lý đất ô nhiễm Hóa chất bảo vệ thực vật trên thế giới và Việt Nam 19 Sử dụng HCBVTV không hợp lý gây ô nhiễm môi trường và mức độ ô nhiễm tuỳ theo dư lượng trong đất, nước, không khí. Hiện nay trên thế giới đã có nhiều biện pháp khác nhau được nghiên cứu và sử dụng để xử lý các đối tượng nhiễm HCBVTV cũng như tiêu huỷ chúng. Những biện pháp được sử dụng chủ yếu là: - Phá huỷ bằng tia cực tím (hoặc bằng ánh sáng mặt trời). - Phá huỷ bằng vi sóng Plasma. - Phá huỷ bằng ozon/UV. - Ôxy hoá bằng không khí ướt - Ôxy hoá bằng nhiệt độ cao (thiêu đốt, nung chảy, lò nung chảy). - Phân huỷ bằng công nghệ sinh học.  Phân huỷ bằng tia cực tím (UV) hoặc bằng ánh sáng mặt trời Các phản ứng phân huỷ bằng tia cực tím (UV), bằng ánh sáng mặt trời thường làm gãy mạch vòng hoặc gẫy các mối liên kết giữa Clo và Cacbon hoặc nguyên tố khác trong cấu trúc phân tử của chất hữu cơ và sau đó thay thế nhóm Cl bằng nhóm Phenyl hoặc nhóm Hydroxyl và giảm độ độc của hoạt chất. Ưu điểm của biện pháp này là hiệu suất xử lý cao, chi phí cho xử lý thấp, rác thải an toàn ngoài môi trường. Tuy nhiên, nhược điểm của biện pháp là không thể áp dụng để xử lý chất ô nhiễm chảy tràn và chất thải rửa có nồng độ đậm đặc. Nếu áp dụng để xử lý ô nhiễm đất thì lớp đất trực tiếp được tia UV chiếu không dày hơn 5mm. Do đó, khi cần xử lý nhanh lớp đất bị ô nhiễm tới các tầng sâu hơn 5 mm thì biện pháp này ít được sử dụng và đặc biệt trong công nghệ xử lý hiện trường.  Phá huỷ bằng vi sóng Plasma Biện pháp này được tiến hành trong thiết bị cấu tạo đặc biệt. Chất hữu cơ được dẫn qua ống phản ứng ở đây là Detector Plasma sinh ra sóng phát xạ electron cực ngắn (vi sóng). Sóng phát xạ electron tác dụng vào các phân tử hữu cơ tạo ra nhóm gốc tự do và sau đó dẫn tới các phản ứng tạo SO2, CO2, HPO32-, Cl2, Br2, … ( sản phẩm tạo ra phụ thuộc vào bản chất HCBVTV). Ví dụ: Malathion bị phá huỷ như sau: Plasma + C10H19OPS2 15O2 + 10CO2 + 9H2O + HPO3 20 Kết quả thực nghiệm theo biện pháp trên một số loại HCBVTV đã phá huỷ đến 99% (với tốc độ từ 1,8 đến 3 kg/h). Ưu điểm của biện pháp này là hiệu suất xử lý cao, thiết bị gọn nhẹ. Khí thải khi xử lý an toàn cho môi trường. Tuy nhiên, nhược điểm của biện pháp này là chỉ sử dụng hiệu quả trong pha lỏng và pha khí, chi phí cho xử lý cao, phải đầu tư lớn.  Biện pháp ozon hoá/UV Ozon hoá kết hợp với chiếu tia cực tím là biện pháp phân huỷ các chất thải hữu cơ trong dung dịch hoặc trong dung môi. Kỹ thuật này thường được áp dụng để xử lý ô nhiễm thuốc trừ sâu ở Mỹ. Phản ứng hoá học để phân huỷ hợp chất là: Thuốc trừ sâu, diệt cỏ + O3 CO2 + H2O + các nguyên tố khác Ưu điểm của biện pháp này là sử dụng thiết bị gọn nhẹ, chi phí vận hành thấp, chất thải ra môi trường sau khi xử lý là loại ít độc, thời gian phân huỷ rất ngắn. Nhược điểm của biện pháp là chỉ sử dụng có hiệu quả cao trong các pha lỏng, pha khí. Chi phí ban đầu cho xử lý là rất lớn.  Biện pháp oxy hoá bằng không khí ướt Biện pháp này dựa trên cơ chế oxy hoá bằng hỗn hợp không khí và hơi nước ở nhiệt độ cao > 350C và áp suất 150 atm. Kết quả xử lý đạt hiệu quả 95%. Chi phí cho xử lý theo biện pháp này chưa được nghiên cứu.  Biện pháp oxy hoá ở nhiệt độ cao Biện pháp oxy hoá ở nhiệt độ cao có 2 công đoạn chính: - Công đoạn 1: Công đoạn tách chất ô nhiễm ra hỗn hợp đất bằng phương pháp hoá hơi chất ô nhiễm. - Công đoạn 2: Là công đoạn phá huỷ chất ô nhiễm bằng nhiệt độ cao. Dùng nhiệt độ cao có lượng oxy dư để oxy hoá các chất ô nhiễm thành CO2, H2O, NOx, P2O5. Ưu điểm của biện pháp xử lý nhiệt độ cao là biện pháp tổng hợp vừa tách chất ô nhiễm ra khỏi đất, vừa làm sạch triệt để chất ô nhiễm; khí thải rất an toàn cho môi trường (khi có hệ thống lọc khí thải). Hiệu suất xử lý tiêu độc cao > 95%; cặn bã tro sau khi xử lý chiếm tỷ lệ nhỏ (0,01%). 21
- Xem thêm -